Merge branch 'misc.namei' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/viro/vfs
[linux-2.6-microblaze.git] / arch / s390 / kernel / perf_cpum_cf.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Performance event support for s390x - CPU-measurement Counter Facility
4  *
5  *  Copyright IBM Corp. 2012, 2021
6  *  Author(s): Hendrik Brueckner <brueckner@linux.ibm.com>
7  *             Thomas Richter <tmricht@linux.ibm.com>
8  */
9 #define KMSG_COMPONENT  "cpum_cf"
10 #define pr_fmt(fmt)     KMSG_COMPONENT ": " fmt
11
12 #include <linux/kernel.h>
13 #include <linux/kernel_stat.h>
14 #include <linux/percpu.h>
15 #include <linux/notifier.h>
16 #include <linux/init.h>
17 #include <linux/export.h>
18 #include <linux/miscdevice.h>
19
20 #include <asm/cpu_mcf.h>
21 #include <asm/hwctrset.h>
22 #include <asm/debug.h>
23
24 static unsigned int cfdiag_cpu_speed;   /* CPU speed for CF_DIAG trailer */
25 static debug_info_t *cf_dbg;
26
27 #define CF_DIAG_CTRSET_DEF              0xfeef  /* Counter set header mark */
28                                                 /* interval in seconds */
29
30 /* Counter sets are stored as data stream in a page sized memory buffer and
31  * exported to user space via raw data attached to the event sample data.
32  * Each counter set starts with an eight byte header consisting of:
33  * - a two byte eye catcher (0xfeef)
34  * - a one byte counter set number
35  * - a two byte counter set size (indicates the number of counters in this set)
36  * - a three byte reserved value (must be zero) to make the header the same
37  *   size as a counter value.
38  * All counter values are eight byte in size.
39  *
40  * All counter sets are followed by a 64 byte trailer.
41  * The trailer consists of a:
42  * - flag field indicating valid fields when corresponding bit set
43  * - the counter facility first and second version number
44  * - the CPU speed if nonzero
45  * - the time stamp the counter sets have been collected
46  * - the time of day (TOD) base value
47  * - the machine type.
48  *
49  * The counter sets are saved when the process is prepared to be executed on a
50  * CPU and saved again when the process is going to be removed from a CPU.
51  * The difference of both counter sets are calculated and stored in the event
52  * sample data area.
53  */
54 struct cf_ctrset_entry {        /* CPU-M CF counter set entry (8 byte) */
55         unsigned int def:16;    /* 0-15  Data Entry Format */
56         unsigned int set:16;    /* 16-31 Counter set identifier */
57         unsigned int ctr:16;    /* 32-47 Number of stored counters */
58         unsigned int res1:16;   /* 48-63 Reserved */
59 };
60
61 struct cf_trailer_entry {       /* CPU-M CF_DIAG trailer (64 byte) */
62         /* 0 - 7 */
63         union {
64                 struct {
65                         unsigned int clock_base:1;      /* TOD clock base set */
66                         unsigned int speed:1;           /* CPU speed set */
67                         /* Measurement alerts */
68                         unsigned int mtda:1;    /* Loss of MT ctr. data alert */
69                         unsigned int caca:1;    /* Counter auth. change alert */
70                         unsigned int lcda:1;    /* Loss of counter data alert */
71                 };
72                 unsigned long flags;    /* 0-63    All indicators */
73         };
74         /* 8 - 15 */
75         unsigned int cfvn:16;                   /* 64-79   Ctr First Version */
76         unsigned int csvn:16;                   /* 80-95   Ctr Second Version */
77         unsigned int cpu_speed:32;              /* 96-127  CPU speed */
78         /* 16 - 23 */
79         unsigned long timestamp;                /* 128-191 Timestamp (TOD) */
80         /* 24 - 55 */
81         union {
82                 struct {
83                         unsigned long progusage1;
84                         unsigned long progusage2;
85                         unsigned long progusage3;
86                         unsigned long tod_base;
87                 };
88                 unsigned long progusage[4];
89         };
90         /* 56 - 63 */
91         unsigned int mach_type:16;              /* Machine type */
92         unsigned int res1:16;                   /* Reserved */
93         unsigned int res2:32;                   /* Reserved */
94 };
95
96 /* Create the trailer data at the end of a page. */
97 static void cfdiag_trailer(struct cf_trailer_entry *te)
98 {
99         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
100         struct cpuid cpuid;
101
102         te->cfvn = cpuhw->info.cfvn;            /* Counter version numbers */
103         te->csvn = cpuhw->info.csvn;
104
105         get_cpu_id(&cpuid);                     /* Machine type */
106         te->mach_type = cpuid.machine;
107         te->cpu_speed = cfdiag_cpu_speed;
108         if (te->cpu_speed)
109                 te->speed = 1;
110         te->clock_base = 1;                     /* Save clock base */
111         te->tod_base = tod_clock_base.tod;
112         te->timestamp = get_tod_clock_fast();
113 }
114
115 /* Read a counter set. The counter set number determines the counter set and
116  * the CPUM-CF first and second version number determine the number of
117  * available counters in each counter set.
118  * Each counter set starts with header containing the counter set number and
119  * the number of eight byte counters.
120  *
121  * The functions returns the number of bytes occupied by this counter set
122  * including the header.
123  * If there is no counter in the counter set, this counter set is useless and
124  * zero is returned on this case.
125  *
126  * Note that the counter sets may not be enabled or active and the stcctm
127  * instruction might return error 3. Depending on error_ok value this is ok,
128  * for example when called from cpumf_pmu_start() call back function.
129  */
130 static size_t cfdiag_getctrset(struct cf_ctrset_entry *ctrdata, int ctrset,
131                                size_t room, bool error_ok)
132 {
133         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
134         size_t ctrset_size, need = 0;
135         int rc = 3;                             /* Assume write failure */
136
137         ctrdata->def = CF_DIAG_CTRSET_DEF;
138         ctrdata->set = ctrset;
139         ctrdata->res1 = 0;
140         ctrset_size = cpum_cf_ctrset_size(ctrset, &cpuhw->info);
141
142         if (ctrset_size) {                      /* Save data */
143                 need = ctrset_size * sizeof(u64) + sizeof(*ctrdata);
144                 if (need <= room) {
145                         rc = ctr_stcctm(ctrset, ctrset_size,
146                                         (u64 *)(ctrdata + 1));
147                 }
148                 if (rc != 3 || error_ok)
149                         ctrdata->ctr = ctrset_size;
150                 else
151                         need = 0;
152         }
153
154         debug_sprintf_event(cf_dbg, 3,
155                             "%s ctrset %d ctrset_size %zu cfvn %d csvn %d"
156                             " need %zd rc %d\n", __func__, ctrset, ctrset_size,
157                             cpuhw->info.cfvn, cpuhw->info.csvn, need, rc);
158         return need;
159 }
160
161 static const u64 cpumf_ctr_ctl[CPUMF_CTR_SET_MAX] = {
162         [CPUMF_CTR_SET_BASIC]   = 0x02,
163         [CPUMF_CTR_SET_USER]    = 0x04,
164         [CPUMF_CTR_SET_CRYPTO]  = 0x08,
165         [CPUMF_CTR_SET_EXT]     = 0x01,
166         [CPUMF_CTR_SET_MT_DIAG] = 0x20,
167 };
168
169 /* Read out all counter sets and save them in the provided data buffer.
170  * The last 64 byte host an artificial trailer entry.
171  */
172 static size_t cfdiag_getctr(void *data, size_t sz, unsigned long auth,
173                             bool error_ok)
174 {
175         struct cf_trailer_entry *trailer;
176         size_t offset = 0, done;
177         int i;
178
179         memset(data, 0, sz);
180         sz -= sizeof(*trailer);         /* Always room for trailer */
181         for (i = CPUMF_CTR_SET_BASIC; i < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++i) {
182                 struct cf_ctrset_entry *ctrdata = data + offset;
183
184                 if (!(auth & cpumf_ctr_ctl[i]))
185                         continue;       /* Counter set not authorized */
186
187                 done = cfdiag_getctrset(ctrdata, i, sz - offset, error_ok);
188                 offset += done;
189         }
190         trailer = data + offset;
191         cfdiag_trailer(trailer);
192         return offset + sizeof(*trailer);
193 }
194
195 /* Calculate the difference for each counter in a counter set. */
196 static void cfdiag_diffctrset(u64 *pstart, u64 *pstop, int counters)
197 {
198         for (; --counters >= 0; ++pstart, ++pstop)
199                 if (*pstop >= *pstart)
200                         *pstop -= *pstart;
201                 else
202                         *pstop = *pstart - *pstop + 1;
203 }
204
205 /* Scan the counter sets and calculate the difference of each counter
206  * in each set. The result is the increment of each counter during the
207  * period the counter set has been activated.
208  *
209  * Return true on success.
210  */
211 static int cfdiag_diffctr(struct cpu_cf_events *cpuhw, unsigned long auth)
212 {
213         struct cf_trailer_entry *trailer_start, *trailer_stop;
214         struct cf_ctrset_entry *ctrstart, *ctrstop;
215         size_t offset = 0;
216
217         auth &= (1 << CPUMF_LCCTL_ENABLE_SHIFT) - 1;
218         do {
219                 ctrstart = (struct cf_ctrset_entry *)(cpuhw->start + offset);
220                 ctrstop = (struct cf_ctrset_entry *)(cpuhw->stop + offset);
221
222                 if (memcmp(ctrstop, ctrstart, sizeof(*ctrstop))) {
223                         pr_err_once("cpum_cf_diag counter set compare error "
224                                     "in set %i\n", ctrstart->set);
225                         return 0;
226                 }
227                 auth &= ~cpumf_ctr_ctl[ctrstart->set];
228                 if (ctrstart->def == CF_DIAG_CTRSET_DEF) {
229                         cfdiag_diffctrset((u64 *)(ctrstart + 1),
230                                           (u64 *)(ctrstop + 1), ctrstart->ctr);
231                         offset += ctrstart->ctr * sizeof(u64) +
232                                                         sizeof(*ctrstart);
233                 }
234         } while (ctrstart->def && auth);
235
236         /* Save time_stamp from start of event in stop's trailer */
237         trailer_start = (struct cf_trailer_entry *)(cpuhw->start + offset);
238         trailer_stop = (struct cf_trailer_entry *)(cpuhw->stop + offset);
239         trailer_stop->progusage[0] = trailer_start->timestamp;
240
241         return 1;
242 }
243
244 static enum cpumf_ctr_set get_counter_set(u64 event)
245 {
246         int set = CPUMF_CTR_SET_MAX;
247
248         if (event < 32)
249                 set = CPUMF_CTR_SET_BASIC;
250         else if (event < 64)
251                 set = CPUMF_CTR_SET_USER;
252         else if (event < 128)
253                 set = CPUMF_CTR_SET_CRYPTO;
254         else if (event < 288)
255                 set = CPUMF_CTR_SET_EXT;
256         else if (event >= 448 && event < 496)
257                 set = CPUMF_CTR_SET_MT_DIAG;
258
259         return set;
260 }
261
262 static int validate_ctr_version(const struct hw_perf_event *hwc,
263                                 enum cpumf_ctr_set set)
264 {
265         struct cpu_cf_events *cpuhw;
266         int err = 0;
267         u16 mtdiag_ctl;
268
269         cpuhw = &get_cpu_var(cpu_cf_events);
270
271         /* check required version for counter sets */
272         switch (set) {
273         case CPUMF_CTR_SET_BASIC:
274         case CPUMF_CTR_SET_USER:
275                 if (cpuhw->info.cfvn < 1)
276                         err = -EOPNOTSUPP;
277                 break;
278         case CPUMF_CTR_SET_CRYPTO:
279                 if ((cpuhw->info.csvn >= 1 && cpuhw->info.csvn <= 5 &&
280                      hwc->config > 79) ||
281                     (cpuhw->info.csvn >= 6 && hwc->config > 83))
282                         err = -EOPNOTSUPP;
283                 break;
284         case CPUMF_CTR_SET_EXT:
285                 if (cpuhw->info.csvn < 1)
286                         err = -EOPNOTSUPP;
287                 if ((cpuhw->info.csvn == 1 && hwc->config > 159) ||
288                     (cpuhw->info.csvn == 2 && hwc->config > 175) ||
289                     (cpuhw->info.csvn >= 3 && cpuhw->info.csvn <= 5
290                      && hwc->config > 255) ||
291                     (cpuhw->info.csvn >= 6 && hwc->config > 287))
292                         err = -EOPNOTSUPP;
293                 break;
294         case CPUMF_CTR_SET_MT_DIAG:
295                 if (cpuhw->info.csvn <= 3)
296                         err = -EOPNOTSUPP;
297                 /*
298                  * MT-diagnostic counters are read-only.  The counter set
299                  * is automatically enabled and activated on all CPUs with
300                  * multithreading (SMT).  Deactivation of multithreading
301                  * also disables the counter set.  State changes are ignored
302                  * by lcctl().  Because Linux controls SMT enablement through
303                  * a kernel parameter only, the counter set is either disabled
304                  * or enabled and active.
305                  *
306                  * Thus, the counters can only be used if SMT is on and the
307                  * counter set is enabled and active.
308                  */
309                 mtdiag_ctl = cpumf_ctr_ctl[CPUMF_CTR_SET_MT_DIAG];
310                 if (!((cpuhw->info.auth_ctl & mtdiag_ctl) &&
311                       (cpuhw->info.enable_ctl & mtdiag_ctl) &&
312                       (cpuhw->info.act_ctl & mtdiag_ctl)))
313                         err = -EOPNOTSUPP;
314                 break;
315         case CPUMF_CTR_SET_MAX:
316                 err = -EOPNOTSUPP;
317         }
318
319         put_cpu_var(cpu_cf_events);
320         return err;
321 }
322
323 static int validate_ctr_auth(const struct hw_perf_event *hwc)
324 {
325         struct cpu_cf_events *cpuhw;
326         int err = 0;
327
328         cpuhw = &get_cpu_var(cpu_cf_events);
329
330         /* Check authorization for cpu counter sets.
331          * If the particular CPU counter set is not authorized,
332          * return with -ENOENT in order to fall back to other
333          * PMUs that might suffice the event request.
334          */
335         if (!(hwc->config_base & cpuhw->info.auth_ctl))
336                 err = -ENOENT;
337
338         put_cpu_var(cpu_cf_events);
339         return err;
340 }
341
342 /*
343  * Change the CPUMF state to active.
344  * Enable and activate the CPU-counter sets according
345  * to the per-cpu control state.
346  */
347 static void cpumf_pmu_enable(struct pmu *pmu)
348 {
349         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
350         int err;
351
352         if (cpuhw->flags & PMU_F_ENABLED)
353                 return;
354
355         err = lcctl(cpuhw->state | cpuhw->dev_state);
356         if (err) {
357                 pr_err("Enabling the performance measuring unit "
358                        "failed with rc=%x\n", err);
359                 return;
360         }
361
362         cpuhw->flags |= PMU_F_ENABLED;
363 }
364
365 /*
366  * Change the CPUMF state to inactive.
367  * Disable and enable (inactive) the CPU-counter sets according
368  * to the per-cpu control state.
369  */
370 static void cpumf_pmu_disable(struct pmu *pmu)
371 {
372         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
373         int err;
374         u64 inactive;
375
376         if (!(cpuhw->flags & PMU_F_ENABLED))
377                 return;
378
379         inactive = cpuhw->state & ~((1 << CPUMF_LCCTL_ENABLE_SHIFT) - 1);
380         inactive |= cpuhw->dev_state;
381         err = lcctl(inactive);
382         if (err) {
383                 pr_err("Disabling the performance measuring unit "
384                        "failed with rc=%x\n", err);
385                 return;
386         }
387
388         cpuhw->flags &= ~PMU_F_ENABLED;
389 }
390
391
392 /* Number of perf events counting hardware events */
393 static atomic_t num_events = ATOMIC_INIT(0);
394 /* Used to avoid races in calling reserve/release_cpumf_hardware */
395 static DEFINE_MUTEX(pmc_reserve_mutex);
396
397 /* Release the PMU if event is the last perf event */
398 static void hw_perf_event_destroy(struct perf_event *event)
399 {
400         if (!atomic_add_unless(&num_events, -1, 1)) {
401                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
402                 if (atomic_dec_return(&num_events) == 0)
403                         __kernel_cpumcf_end();
404                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
405         }
406 }
407
408 /* CPUMF <-> perf event mappings for kernel+userspace (basic set) */
409 static const int cpumf_generic_events_basic[] = {
410         [PERF_COUNT_HW_CPU_CYCLES]          = 0,
411         [PERF_COUNT_HW_INSTRUCTIONS]        = 1,
412         [PERF_COUNT_HW_CACHE_REFERENCES]    = -1,
413         [PERF_COUNT_HW_CACHE_MISSES]        = -1,
414         [PERF_COUNT_HW_BRANCH_INSTRUCTIONS] = -1,
415         [PERF_COUNT_HW_BRANCH_MISSES]       = -1,
416         [PERF_COUNT_HW_BUS_CYCLES]          = -1,
417 };
418 /* CPUMF <-> perf event mappings for userspace (problem-state set) */
419 static const int cpumf_generic_events_user[] = {
420         [PERF_COUNT_HW_CPU_CYCLES]          = 32,
421         [PERF_COUNT_HW_INSTRUCTIONS]        = 33,
422         [PERF_COUNT_HW_CACHE_REFERENCES]    = -1,
423         [PERF_COUNT_HW_CACHE_MISSES]        = -1,
424         [PERF_COUNT_HW_BRANCH_INSTRUCTIONS] = -1,
425         [PERF_COUNT_HW_BRANCH_MISSES]       = -1,
426         [PERF_COUNT_HW_BUS_CYCLES]          = -1,
427 };
428
429 static void cpumf_hw_inuse(void)
430 {
431         mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
432         if (atomic_inc_return(&num_events) == 1)
433                 __kernel_cpumcf_begin();
434         mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
435 }
436
437 static int __hw_perf_event_init(struct perf_event *event, unsigned int type)
438 {
439         struct perf_event_attr *attr = &event->attr;
440         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
441         enum cpumf_ctr_set set;
442         int err = 0;
443         u64 ev;
444
445         switch (type) {
446         case PERF_TYPE_RAW:
447                 /* Raw events are used to access counters directly,
448                  * hence do not permit excludes */
449                 if (attr->exclude_kernel || attr->exclude_user ||
450                     attr->exclude_hv)
451                         return -EOPNOTSUPP;
452                 ev = attr->config;
453                 break;
454
455         case PERF_TYPE_HARDWARE:
456                 if (is_sampling_event(event))   /* No sampling support */
457                         return -ENOENT;
458                 ev = attr->config;
459                 /* Count user space (problem-state) only */
460                 if (!attr->exclude_user && attr->exclude_kernel) {
461                         if (ev >= ARRAY_SIZE(cpumf_generic_events_user))
462                                 return -EOPNOTSUPP;
463                         ev = cpumf_generic_events_user[ev];
464
465                 /* No support for kernel space counters only */
466                 } else if (!attr->exclude_kernel && attr->exclude_user) {
467                         return -EOPNOTSUPP;
468                 } else {        /* Count user and kernel space */
469                         if (ev >= ARRAY_SIZE(cpumf_generic_events_basic))
470                                 return -EOPNOTSUPP;
471                         ev = cpumf_generic_events_basic[ev];
472                 }
473                 break;
474
475         default:
476                 return -ENOENT;
477         }
478
479         if (ev == -1)
480                 return -ENOENT;
481
482         if (ev > PERF_CPUM_CF_MAX_CTR)
483                 return -ENOENT;
484
485         /* Obtain the counter set to which the specified counter belongs */
486         set = get_counter_set(ev);
487         switch (set) {
488         case CPUMF_CTR_SET_BASIC:
489         case CPUMF_CTR_SET_USER:
490         case CPUMF_CTR_SET_CRYPTO:
491         case CPUMF_CTR_SET_EXT:
492         case CPUMF_CTR_SET_MT_DIAG:
493                 /*
494                  * Use the hardware perf event structure to store the
495                  * counter number in the 'config' member and the counter
496                  * set number in the 'config_base' as bit mask.
497                  * It is later used to enable/disable the counter(s).
498                  */
499                 hwc->config = ev;
500                 hwc->config_base = cpumf_ctr_ctl[set];
501                 break;
502         case CPUMF_CTR_SET_MAX:
503                 /* The counter could not be associated to a counter set */
504                 return -EINVAL;
505         }
506
507         /* Initialize for using the CPU-measurement counter facility */
508         cpumf_hw_inuse();
509         event->destroy = hw_perf_event_destroy;
510
511         /* Finally, validate version and authorization of the counter set */
512         err = validate_ctr_auth(hwc);
513         if (!err)
514                 err = validate_ctr_version(hwc, set);
515
516         return err;
517 }
518
519 static int cpumf_pmu_event_init(struct perf_event *event)
520 {
521         unsigned int type = event->attr.type;
522         int err;
523
524         if (type == PERF_TYPE_HARDWARE || type == PERF_TYPE_RAW)
525                 err = __hw_perf_event_init(event, type);
526         else if (event->pmu->type == type)
527                 /* Registered as unknown PMU */
528                 err = __hw_perf_event_init(event, PERF_TYPE_RAW);
529         else
530                 return -ENOENT;
531
532         if (unlikely(err) && event->destroy)
533                 event->destroy(event);
534
535         return err;
536 }
537
538 static int hw_perf_event_reset(struct perf_event *event)
539 {
540         u64 prev, new;
541         int err;
542
543         do {
544                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
545                 err = ecctr(event->hw.config, &new);
546                 if (err) {
547                         if (err != 3)
548                                 break;
549                         /* The counter is not (yet) available. This
550                          * might happen if the counter set to which
551                          * this counter belongs is in the disabled
552                          * state.
553                          */
554                         new = 0;
555                 }
556         } while (local64_cmpxchg(&event->hw.prev_count, prev, new) != prev);
557
558         return err;
559 }
560
561 static void hw_perf_event_update(struct perf_event *event)
562 {
563         u64 prev, new, delta;
564         int err;
565
566         do {
567                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
568                 err = ecctr(event->hw.config, &new);
569                 if (err)
570                         return;
571         } while (local64_cmpxchg(&event->hw.prev_count, prev, new) != prev);
572
573         delta = (prev <= new) ? new - prev
574                               : (-1ULL - prev) + new + 1;        /* overflow */
575         local64_add(delta, &event->count);
576 }
577
578 static void cpumf_pmu_read(struct perf_event *event)
579 {
580         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
581                 return;
582
583         hw_perf_event_update(event);
584 }
585
586 static void cpumf_pmu_start(struct perf_event *event, int flags)
587 {
588         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
589         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
590         int i;
591
592         if (!(hwc->state & PERF_HES_STOPPED))
593                 return;
594
595         hwc->state = 0;
596
597         /* (Re-)enable and activate the counter set */
598         ctr_set_enable(&cpuhw->state, hwc->config_base);
599         ctr_set_start(&cpuhw->state, hwc->config_base);
600
601         /* The counter set to which this counter belongs can be already active.
602          * Because all counters in a set are active, the event->hw.prev_count
603          * needs to be synchronized.  At this point, the counter set can be in
604          * the inactive or disabled state.
605          */
606         if (hwc->config == PERF_EVENT_CPUM_CF_DIAG) {
607                 cpuhw->usedss = cfdiag_getctr(cpuhw->start,
608                                               sizeof(cpuhw->start),
609                                               hwc->config_base, true);
610         } else {
611                 hw_perf_event_reset(event);
612         }
613
614         /* Increment refcount for counter sets */
615         for (i = CPUMF_CTR_SET_BASIC; i < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++i)
616                 if ((hwc->config_base & cpumf_ctr_ctl[i]))
617                         atomic_inc(&cpuhw->ctr_set[i]);
618 }
619
620 /* Create perf event sample with the counter sets as raw data.  The sample
621  * is then pushed to the event subsystem and the function checks for
622  * possible event overflows. If an event overflow occurs, the PMU is
623  * stopped.
624  *
625  * Return non-zero if an event overflow occurred.
626  */
627 static int cfdiag_push_sample(struct perf_event *event,
628                               struct cpu_cf_events *cpuhw)
629 {
630         struct perf_sample_data data;
631         struct perf_raw_record raw;
632         struct pt_regs regs;
633         int overflow;
634
635         /* Setup perf sample */
636         perf_sample_data_init(&data, 0, event->hw.last_period);
637         memset(&regs, 0, sizeof(regs));
638         memset(&raw, 0, sizeof(raw));
639
640         if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_CPU)
641                 data.cpu_entry.cpu = event->cpu;
642         if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_RAW) {
643                 raw.frag.size = cpuhw->usedss;
644                 raw.frag.data = cpuhw->stop;
645                 raw.size = raw.frag.size;
646                 data.raw = &raw;
647         }
648
649         overflow = perf_event_overflow(event, &data, &regs);
650         debug_sprintf_event(cf_dbg, 3,
651                             "%s event %#llx sample_type %#llx raw %d ov %d\n",
652                             __func__, event->hw.config,
653                             event->attr.sample_type, raw.size, overflow);
654         if (overflow)
655                 event->pmu->stop(event, 0);
656
657         perf_event_update_userpage(event);
658         return overflow;
659 }
660
661 static void cpumf_pmu_stop(struct perf_event *event, int flags)
662 {
663         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
664         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
665         int i;
666
667         if (!(hwc->state & PERF_HES_STOPPED)) {
668                 /* Decrement reference count for this counter set and if this
669                  * is the last used counter in the set, clear activation
670                  * control and set the counter set state to inactive.
671                  */
672                 for (i = CPUMF_CTR_SET_BASIC; i < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++i) {
673                         if (!(hwc->config_base & cpumf_ctr_ctl[i]))
674                                 continue;
675                         if (!atomic_dec_return(&cpuhw->ctr_set[i]))
676                                 ctr_set_stop(&cpuhw->state, cpumf_ctr_ctl[i]);
677                 }
678                 hwc->state |= PERF_HES_STOPPED;
679         }
680
681         if ((flags & PERF_EF_UPDATE) && !(hwc->state & PERF_HES_UPTODATE)) {
682                 if (hwc->config == PERF_EVENT_CPUM_CF_DIAG) {
683                         local64_inc(&event->count);
684                         cpuhw->usedss = cfdiag_getctr(cpuhw->stop,
685                                                       sizeof(cpuhw->stop),
686                                                       event->hw.config_base,
687                                                       false);
688                         if (cfdiag_diffctr(cpuhw, event->hw.config_base))
689                                 cfdiag_push_sample(event, cpuhw);
690                 } else
691                         hw_perf_event_update(event);
692                 hwc->state |= PERF_HES_UPTODATE;
693         }
694 }
695
696 static int cpumf_pmu_add(struct perf_event *event, int flags)
697 {
698         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
699
700         ctr_set_enable(&cpuhw->state, event->hw.config_base);
701         event->hw.state = PERF_HES_UPTODATE | PERF_HES_STOPPED;
702
703         if (flags & PERF_EF_START)
704                 cpumf_pmu_start(event, PERF_EF_RELOAD);
705
706         return 0;
707 }
708
709 static void cpumf_pmu_del(struct perf_event *event, int flags)
710 {
711         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
712         int i;
713
714         cpumf_pmu_stop(event, PERF_EF_UPDATE);
715
716         /* Check if any counter in the counter set is still used.  If not used,
717          * change the counter set to the disabled state.  This also clears the
718          * content of all counters in the set.
719          *
720          * When a new perf event has been added but not yet started, this can
721          * clear enable control and resets all counters in a set.  Therefore,
722          * cpumf_pmu_start() always has to reenable a counter set.
723          */
724         for (i = CPUMF_CTR_SET_BASIC; i < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++i)
725                 if (!atomic_read(&cpuhw->ctr_set[i]))
726                         ctr_set_disable(&cpuhw->state, cpumf_ctr_ctl[i]);
727 }
728
729 /* Performance monitoring unit for s390x */
730 static struct pmu cpumf_pmu = {
731         .task_ctx_nr  = perf_sw_context,
732         .capabilities = PERF_PMU_CAP_NO_INTERRUPT,
733         .pmu_enable   = cpumf_pmu_enable,
734         .pmu_disable  = cpumf_pmu_disable,
735         .event_init   = cpumf_pmu_event_init,
736         .add          = cpumf_pmu_add,
737         .del          = cpumf_pmu_del,
738         .start        = cpumf_pmu_start,
739         .stop         = cpumf_pmu_stop,
740         .read         = cpumf_pmu_read,
741 };
742
743 static int cfset_init(void);
744 static int __init cpumf_pmu_init(void)
745 {
746         int rc;
747
748         if (!kernel_cpumcf_avail())
749                 return -ENODEV;
750
751         /* Setup s390dbf facility */
752         cf_dbg = debug_register(KMSG_COMPONENT, 2, 1, 128);
753         if (!cf_dbg) {
754                 pr_err("Registration of s390dbf(cpum_cf) failed\n");
755                 return -ENOMEM;
756         }
757         debug_register_view(cf_dbg, &debug_sprintf_view);
758
759         cpumf_pmu.attr_groups = cpumf_cf_event_group();
760         rc = perf_pmu_register(&cpumf_pmu, "cpum_cf", -1);
761         if (rc) {
762                 debug_unregister_view(cf_dbg, &debug_sprintf_view);
763                 debug_unregister(cf_dbg);
764                 pr_err("Registering the cpum_cf PMU failed with rc=%i\n", rc);
765         } else if (stccm_avail()) {     /* Setup counter set device */
766                 cfset_init();
767         }
768         return rc;
769 }
770
771 /* Support for the CPU Measurement Facility counter set extraction using
772  * device /dev/hwctr. This allows user space programs to extract complete
773  * counter set via normal file operations.
774  */
775
776 static atomic_t cfset_opencnt = ATOMIC_INIT(0); /* Excl. access */
777 static DEFINE_MUTEX(cfset_ctrset_mutex);/* Synchronize access to hardware */
778 struct cfset_call_on_cpu_parm {         /* Parm struct for smp_call_on_cpu */
779         unsigned int sets;              /* Counter set bit mask */
780         atomic_t cpus_ack;              /* # CPUs successfully executed func */
781 };
782
783 static struct cfset_request {           /* CPUs and counter set bit mask */
784         unsigned long ctrset;           /* Bit mask of counter set to read */
785         cpumask_t mask;                 /* CPU mask to read from */
786 } cfset_request;
787
788 static void cfset_ctrset_clear(void)
789 {
790         cpumask_clear(&cfset_request.mask);
791         cfset_request.ctrset = 0;
792 }
793
794 /* The /dev/hwctr device access uses PMU_F_IN_USE to mark the device access
795  * path is currently used.
796  * The cpu_cf_events::dev_state is used to denote counter sets in use by this
797  * interface. It is always or'ed in. If this interface is not active, its
798  * value is zero and no additional counter sets will be included.
799  *
800  * The cpu_cf_events::state is used by the perf_event_open SVC and remains
801  * unchanged.
802  *
803  * perf_pmu_enable() and perf_pmu_enable() and its call backs
804  * cpumf_pmu_enable() and  cpumf_pmu_disable() are called by the
805  * performance measurement subsystem to enable per process
806  * CPU Measurement counter facility.
807  * The XXX_enable() and XXX_disable functions are used to turn off
808  * x86 performance monitoring interrupt (PMI) during scheduling.
809  * s390 uses these calls to temporarily stop and resume the active CPU
810  * counters sets during scheduling.
811  *
812  * We do allow concurrent access of perf_event_open() SVC and /dev/hwctr
813  * device access.  The perf_event_open() SVC interface makes a lot of effort
814  * to only run the counters while the calling process is actively scheduled
815  * to run.
816  * When /dev/hwctr interface is also used at the same time, the counter sets
817  * will keep running, even when the process is scheduled off a CPU.
818  * However this is not a problem and does not lead to wrong counter values
819  * for the perf_event_open() SVC. The current counter value will be recorded
820  * during schedule-in. At schedule-out time the current counter value is
821  * extracted again and the delta is calculated and added to the event.
822  */
823 /* Stop all counter sets via ioctl interface */
824 static void cfset_ioctl_off(void *parm)
825 {
826         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
827         struct cfset_call_on_cpu_parm *p = parm;
828         int rc;
829
830         cpuhw->dev_state = 0;
831         for (rc = CPUMF_CTR_SET_BASIC; rc < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++rc)
832                 if ((p->sets & cpumf_ctr_ctl[rc]))
833                         atomic_dec(&cpuhw->ctr_set[rc]);
834         rc = lcctl(cpuhw->state);       /* Keep perf_event_open counter sets */
835         if (rc)
836                 pr_err("Counter set stop %#llx of /dev/%s failed rc=%i\n",
837                        cpuhw->state, S390_HWCTR_DEVICE, rc);
838         cpuhw->flags &= ~PMU_F_IN_USE;
839         debug_sprintf_event(cf_dbg, 4, "%s rc %d state %#llx dev_state %#llx\n",
840                             __func__, rc, cpuhw->state, cpuhw->dev_state);
841 }
842
843 /* Start counter sets on particular CPU */
844 static void cfset_ioctl_on(void *parm)
845 {
846         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
847         struct cfset_call_on_cpu_parm *p = parm;
848         int rc;
849
850         cpuhw->flags |= PMU_F_IN_USE;
851         ctr_set_enable(&cpuhw->dev_state, p->sets);
852         ctr_set_start(&cpuhw->dev_state, p->sets);
853         for (rc = CPUMF_CTR_SET_BASIC; rc < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++rc)
854                 if ((p->sets & cpumf_ctr_ctl[rc]))
855                         atomic_inc(&cpuhw->ctr_set[rc]);
856         rc = lcctl(cpuhw->dev_state | cpuhw->state);    /* Start counter sets */
857         if (!rc)
858                 atomic_inc(&p->cpus_ack);
859         else
860                 pr_err("Counter set start %#llx of /dev/%s failed rc=%i\n",
861                        cpuhw->dev_state | cpuhw->state, S390_HWCTR_DEVICE, rc);
862         debug_sprintf_event(cf_dbg, 4, "%s rc %d state %#llx dev_state %#llx\n",
863                             __func__, rc, cpuhw->state, cpuhw->dev_state);
864 }
865
866 static void cfset_release_cpu(void *p)
867 {
868         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
869         int rc;
870
871         debug_sprintf_event(cf_dbg, 4, "%s state %#llx dev_state %#llx\n",
872                             __func__, cpuhw->state, cpuhw->dev_state);
873         rc = lcctl(cpuhw->state);       /* Keep perf_event_open counter sets */
874         if (rc)
875                 pr_err("Counter set release %#llx of /dev/%s failed rc=%i\n",
876                        cpuhw->state, S390_HWCTR_DEVICE, rc);
877         cpuhw->dev_state = 0;
878 }
879
880 /* Release function is also called when application gets terminated without
881  * doing a proper ioctl(..., S390_HWCTR_STOP, ...) command.
882  */
883 static int cfset_release(struct inode *inode, struct file *file)
884 {
885         on_each_cpu(cfset_release_cpu, NULL, 1);
886         hw_perf_event_destroy(NULL);
887         cfset_ctrset_clear();
888         atomic_set(&cfset_opencnt, 0);
889         return 0;
890 }
891
892 static int cfset_open(struct inode *inode, struct file *file)
893 {
894         if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
895                 return -EPERM;
896         /* Only one user space program can open /dev/hwctr */
897         if (atomic_xchg(&cfset_opencnt, 1))
898                 return -EBUSY;
899
900         cpumf_hw_inuse();
901         file->private_data = NULL;
902         /* nonseekable_open() never fails */
903         return nonseekable_open(inode, file);
904 }
905
906 static int cfset_all_stop(void)
907 {
908         struct cfset_call_on_cpu_parm p = {
909                 .sets = cfset_request.ctrset,
910         };
911         cpumask_var_t mask;
912
913         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
914                 return -ENOMEM;
915         cpumask_and(mask, &cfset_request.mask, cpu_online_mask);
916         on_each_cpu_mask(mask, cfset_ioctl_off, &p, 1);
917         free_cpumask_var(mask);
918         return 0;
919 }
920
921 static int cfset_all_start(void)
922 {
923         struct cfset_call_on_cpu_parm p = {
924                 .sets = cfset_request.ctrset,
925                 .cpus_ack = ATOMIC_INIT(0),
926         };
927         cpumask_var_t mask;
928         int rc = 0;
929
930         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
931                 return -ENOMEM;
932         cpumask_and(mask, &cfset_request.mask, cpu_online_mask);
933         on_each_cpu_mask(mask, cfset_ioctl_on, &p, 1);
934         if (atomic_read(&p.cpus_ack) != cpumask_weight(mask)) {
935                 on_each_cpu_mask(mask, cfset_ioctl_off, &p, 1);
936                 rc = -EIO;
937                 debug_sprintf_event(cf_dbg, 4, "%s CPUs missing", __func__);
938         }
939         free_cpumask_var(mask);
940         return rc;
941 }
942
943
944 /* Return the maximum required space for all possible CPUs in case one
945  * CPU will be onlined during the START, READ, STOP cycles.
946  * To find out the size of the counter sets, any one CPU will do. They
947  * all have the same counter sets.
948  */
949 static size_t cfset_needspace(unsigned int sets)
950 {
951         struct cpu_cf_events *cpuhw = get_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
952         size_t bytes = 0;
953         int i;
954
955         for (i = CPUMF_CTR_SET_BASIC; i < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++i) {
956                 if (!(sets & cpumf_ctr_ctl[i]))
957                         continue;
958                 bytes += cpum_cf_ctrset_size(i, &cpuhw->info) * sizeof(u64) +
959                          sizeof(((struct s390_ctrset_setdata *)0)->set) +
960                          sizeof(((struct s390_ctrset_setdata *)0)->no_cnts);
961         }
962         bytes = sizeof(((struct s390_ctrset_read *)0)->no_cpus) + nr_cpu_ids *
963                 (bytes + sizeof(((struct s390_ctrset_cpudata *)0)->cpu_nr) +
964                      sizeof(((struct s390_ctrset_cpudata *)0)->no_sets));
965         put_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
966         return bytes;
967 }
968
969 static int cfset_all_copy(unsigned long arg, cpumask_t *mask)
970 {
971         struct s390_ctrset_read __user *ctrset_read;
972         unsigned int cpu, cpus, rc;
973         void __user *uptr;
974
975         ctrset_read = (struct s390_ctrset_read __user *)arg;
976         uptr = ctrset_read->data;
977         for_each_cpu(cpu, mask) {
978                 struct cpu_cf_events *cpuhw = per_cpu_ptr(&cpu_cf_events, cpu);
979                 struct s390_ctrset_cpudata __user *ctrset_cpudata;
980
981                 ctrset_cpudata = uptr;
982                 rc  = put_user(cpu, &ctrset_cpudata->cpu_nr);
983                 rc |= put_user(cpuhw->sets, &ctrset_cpudata->no_sets);
984                 rc |= copy_to_user(ctrset_cpudata->data, cpuhw->data,
985                                    cpuhw->used);
986                 if (rc)
987                         return -EFAULT;
988                 uptr += sizeof(struct s390_ctrset_cpudata) + cpuhw->used;
989                 cond_resched();
990         }
991         cpus = cpumask_weight(mask);
992         if (put_user(cpus, &ctrset_read->no_cpus))
993                 return -EFAULT;
994         debug_sprintf_event(cf_dbg, 4, "%s copied %ld\n", __func__,
995                             uptr - (void __user *)ctrset_read->data);
996         return 0;
997 }
998
999 static size_t cfset_cpuset_read(struct s390_ctrset_setdata *p, int ctrset,
1000                                 int ctrset_size, size_t room)
1001 {
1002         size_t need = 0;
1003         int rc = -1;
1004
1005         need = sizeof(*p) + sizeof(u64) * ctrset_size;
1006         if (need <= room) {
1007                 p->set = cpumf_ctr_ctl[ctrset];
1008                 p->no_cnts = ctrset_size;
1009                 rc = ctr_stcctm(ctrset, ctrset_size, (u64 *)p->cv);
1010                 if (rc == 3)            /* Nothing stored */
1011                         need = 0;
1012         }
1013         return need;
1014 }
1015
1016 /* Read all counter sets. */
1017 static void cfset_cpu_read(void *parm)
1018 {
1019         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
1020         struct cfset_call_on_cpu_parm *p = parm;
1021         int set, set_size;
1022         size_t space;
1023
1024         /* No data saved yet */
1025         cpuhw->used = 0;
1026         cpuhw->sets = 0;
1027         memset(cpuhw->data, 0, sizeof(cpuhw->data));
1028
1029         /* Scan the counter sets */
1030         for (set = CPUMF_CTR_SET_BASIC; set < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++set) {
1031                 struct s390_ctrset_setdata *sp = (void *)cpuhw->data +
1032                                                  cpuhw->used;
1033
1034                 if (!(p->sets & cpumf_ctr_ctl[set]))
1035                         continue;       /* Counter set not in list */
1036                 set_size = cpum_cf_ctrset_size(set, &cpuhw->info);
1037                 space = sizeof(cpuhw->data) - cpuhw->used;
1038                 space = cfset_cpuset_read(sp, set, set_size, space);
1039                 if (space) {
1040                         cpuhw->used += space;
1041                         cpuhw->sets += 1;
1042                 }
1043         }
1044         debug_sprintf_event(cf_dbg, 4, "%s sets %d used %zd\n", __func__,
1045                             cpuhw->sets, cpuhw->used);
1046 }
1047
1048 static int cfset_all_read(unsigned long arg)
1049 {
1050         struct cfset_call_on_cpu_parm p;
1051         cpumask_var_t mask;
1052         int rc;
1053
1054         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
1055                 return -ENOMEM;
1056
1057         p.sets = cfset_request.ctrset;
1058         cpumask_and(mask, &cfset_request.mask, cpu_online_mask);
1059         on_each_cpu_mask(mask, cfset_cpu_read, &p, 1);
1060         rc = cfset_all_copy(arg, mask);
1061         free_cpumask_var(mask);
1062         return rc;
1063 }
1064
1065 static long cfset_ioctl_read(unsigned long arg)
1066 {
1067         struct s390_ctrset_read read;
1068         int ret = 0;
1069
1070         if (copy_from_user(&read, (char __user *)arg, sizeof(read)))
1071                 return -EFAULT;
1072         ret = cfset_all_read(arg);
1073         return ret;
1074 }
1075
1076 static long cfset_ioctl_stop(void)
1077 {
1078         int ret = ENXIO;
1079
1080         if (cfset_request.ctrset) {
1081                 ret = cfset_all_stop();
1082                 cfset_ctrset_clear();
1083         }
1084         return ret;
1085 }
1086
1087 static long cfset_ioctl_start(unsigned long arg)
1088 {
1089         struct s390_ctrset_start __user *ustart;
1090         struct s390_ctrset_start start;
1091         void __user *umask;
1092         unsigned int len;
1093         int ret = 0;
1094         size_t need;
1095
1096         if (cfset_request.ctrset)
1097                 return -EBUSY;
1098         ustart = (struct s390_ctrset_start __user *)arg;
1099         if (copy_from_user(&start, ustart, sizeof(start)))
1100                 return -EFAULT;
1101         if (start.version != S390_HWCTR_START_VERSION)
1102                 return -EINVAL;
1103         if (start.counter_sets & ~(cpumf_ctr_ctl[CPUMF_CTR_SET_BASIC] |
1104                                    cpumf_ctr_ctl[CPUMF_CTR_SET_USER] |
1105                                    cpumf_ctr_ctl[CPUMF_CTR_SET_CRYPTO] |
1106                                    cpumf_ctr_ctl[CPUMF_CTR_SET_EXT] |
1107                                    cpumf_ctr_ctl[CPUMF_CTR_SET_MT_DIAG]))
1108                 return -EINVAL;         /* Invalid counter set */
1109         if (!start.counter_sets)
1110                 return -EINVAL;         /* No counter set at all? */
1111         cpumask_clear(&cfset_request.mask);
1112         len = min_t(u64, start.cpumask_len, cpumask_size());
1113         umask = (void __user *)start.cpumask;
1114         if (copy_from_user(&cfset_request.mask, umask, len))
1115                 return -EFAULT;
1116         if (cpumask_empty(&cfset_request.mask))
1117                 return -EINVAL;
1118         need = cfset_needspace(start.counter_sets);
1119         if (put_user(need, &ustart->data_bytes))
1120                 ret = -EFAULT;
1121         if (ret)
1122                 goto out;
1123         cfset_request.ctrset = start.counter_sets;
1124         ret = cfset_all_start();
1125 out:
1126         if (ret)
1127                 cfset_ctrset_clear();
1128         debug_sprintf_event(cf_dbg, 4, "%s sets %#lx need %ld ret %d\n",
1129                             __func__, cfset_request.ctrset, need, ret);
1130         return ret;
1131 }
1132
1133 /* Entry point to the /dev/hwctr device interface.
1134  * The ioctl system call supports three subcommands:
1135  * S390_HWCTR_START: Start the specified counter sets on a CPU list. The
1136  *    counter set keeps running until explicitly stopped. Returns the number
1137  *    of bytes needed to store the counter values. If another S390_HWCTR_START
1138  *    ioctl subcommand is called without a previous S390_HWCTR_STOP stop
1139  *    command, -EBUSY is returned.
1140  * S390_HWCTR_READ: Read the counter set values from specified CPU list given
1141  *    with the S390_HWCTR_START command.
1142  * S390_HWCTR_STOP: Stops the counter sets on the CPU list given with the
1143  *    previous S390_HWCTR_START subcommand.
1144  */
1145 static long cfset_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
1146 {
1147         int ret;
1148
1149         cpus_read_lock();
1150         mutex_lock(&cfset_ctrset_mutex);
1151         switch (cmd) {
1152         case S390_HWCTR_START:
1153                 ret = cfset_ioctl_start(arg);
1154                 break;
1155         case S390_HWCTR_STOP:
1156                 ret = cfset_ioctl_stop();
1157                 break;
1158         case S390_HWCTR_READ:
1159                 ret = cfset_ioctl_read(arg);
1160                 break;
1161         default:
1162                 ret = -ENOTTY;
1163                 break;
1164         }
1165         mutex_unlock(&cfset_ctrset_mutex);
1166         cpus_read_unlock();
1167         return ret;
1168 }
1169
1170 static const struct file_operations cfset_fops = {
1171         .owner = THIS_MODULE,
1172         .open = cfset_open,
1173         .release = cfset_release,
1174         .unlocked_ioctl = cfset_ioctl,
1175         .compat_ioctl = cfset_ioctl,
1176         .llseek = no_llseek
1177 };
1178
1179 static struct miscdevice cfset_dev = {
1180         .name   = S390_HWCTR_DEVICE,
1181         .minor  = MISC_DYNAMIC_MINOR,
1182         .fops   = &cfset_fops,
1183 };
1184
1185 int cfset_online_cpu(unsigned int cpu)
1186 {
1187         struct cfset_call_on_cpu_parm p;
1188
1189         mutex_lock(&cfset_ctrset_mutex);
1190         if (cfset_request.ctrset) {
1191                 p.sets = cfset_request.ctrset;
1192                 cfset_ioctl_on(&p);
1193                 cpumask_set_cpu(cpu, &cfset_request.mask);
1194         }
1195         mutex_unlock(&cfset_ctrset_mutex);
1196         return 0;
1197 }
1198
1199 int cfset_offline_cpu(unsigned int cpu)
1200 {
1201         struct cfset_call_on_cpu_parm p;
1202
1203         mutex_lock(&cfset_ctrset_mutex);
1204         if (cfset_request.ctrset) {
1205                 p.sets = cfset_request.ctrset;
1206                 cfset_ioctl_off(&p);
1207                 cpumask_clear_cpu(cpu, &cfset_request.mask);
1208         }
1209         mutex_unlock(&cfset_ctrset_mutex);
1210         return 0;
1211 }
1212
1213 static void cfdiag_read(struct perf_event *event)
1214 {
1215         debug_sprintf_event(cf_dbg, 3, "%s event %#llx count %ld\n", __func__,
1216                             event->attr.config, local64_read(&event->count));
1217 }
1218
1219 static int get_authctrsets(void)
1220 {
1221         struct cpu_cf_events *cpuhw;
1222         unsigned long auth = 0;
1223         enum cpumf_ctr_set i;
1224
1225         cpuhw = &get_cpu_var(cpu_cf_events);
1226         for (i = CPUMF_CTR_SET_BASIC; i < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++i) {
1227                 if (cpuhw->info.auth_ctl & cpumf_ctr_ctl[i])
1228                         auth |= cpumf_ctr_ctl[i];
1229         }
1230         put_cpu_var(cpu_cf_events);
1231         return auth;
1232 }
1233
1234 /* Setup the event. Test for authorized counter sets and only include counter
1235  * sets which are authorized at the time of the setup. Including unauthorized
1236  * counter sets result in specification exception (and panic).
1237  */
1238 static int cfdiag_event_init2(struct perf_event *event)
1239 {
1240         struct perf_event_attr *attr = &event->attr;
1241         int err = 0;
1242
1243         /* Set sample_period to indicate sampling */
1244         event->hw.config = attr->config;
1245         event->hw.sample_period = attr->sample_period;
1246         local64_set(&event->hw.period_left, event->hw.sample_period);
1247         local64_set(&event->count, 0);
1248         event->hw.last_period = event->hw.sample_period;
1249
1250         /* Add all authorized counter sets to config_base. The
1251          * the hardware init function is either called per-cpu or just once
1252          * for all CPUS (event->cpu == -1).  This depends on the whether
1253          * counting is started for all CPUs or on a per workload base where
1254          * the perf event moves from one CPU to another CPU.
1255          * Checking the authorization on any CPU is fine as the hardware
1256          * applies the same authorization settings to all CPUs.
1257          */
1258         event->hw.config_base = get_authctrsets();
1259
1260         /* No authorized counter sets, nothing to count/sample */
1261         if (!event->hw.config_base)
1262                 err = -EINVAL;
1263
1264         debug_sprintf_event(cf_dbg, 5, "%s err %d config_base %#lx\n",
1265                             __func__, err, event->hw.config_base);
1266         return err;
1267 }
1268
1269 static int cfdiag_event_init(struct perf_event *event)
1270 {
1271         struct perf_event_attr *attr = &event->attr;
1272         int err = -ENOENT;
1273
1274         if (event->attr.config != PERF_EVENT_CPUM_CF_DIAG ||
1275             event->attr.type != event->pmu->type)
1276                 goto out;
1277
1278         /* Raw events are used to access counters directly,
1279          * hence do not permit excludes.
1280          * This event is useless without PERF_SAMPLE_RAW to return counter set
1281          * values as raw data.
1282          */
1283         if (attr->exclude_kernel || attr->exclude_user || attr->exclude_hv ||
1284             !(attr->sample_type & (PERF_SAMPLE_CPU | PERF_SAMPLE_RAW))) {
1285                 err = -EOPNOTSUPP;
1286                 goto out;
1287         }
1288
1289         /* Initialize for using the CPU-measurement counter facility */
1290         cpumf_hw_inuse();
1291         event->destroy = hw_perf_event_destroy;
1292
1293         err = cfdiag_event_init2(event);
1294         if (unlikely(err))
1295                 event->destroy(event);
1296 out:
1297         return err;
1298 }
1299
1300 /* Create cf_diag/events/CF_DIAG event sysfs file. This counter is used
1301  * to collect the complete counter sets for a scheduled process. Target
1302  * are complete counter sets attached as raw data to the artificial event.
1303  * This results in complete counter sets available when a process is
1304  * scheduled. Contains the delta of every counter while the process was
1305  * running.
1306  */
1307 CPUMF_EVENT_ATTR(CF_DIAG, CF_DIAG, PERF_EVENT_CPUM_CF_DIAG);
1308
1309 static struct attribute *cfdiag_events_attr[] = {
1310         CPUMF_EVENT_PTR(CF_DIAG, CF_DIAG),
1311         NULL,
1312 };
1313
1314 PMU_FORMAT_ATTR(event, "config:0-63");
1315
1316 static struct attribute *cfdiag_format_attr[] = {
1317         &format_attr_event.attr,
1318         NULL,
1319 };
1320
1321 static struct attribute_group cfdiag_events_group = {
1322         .name = "events",
1323         .attrs = cfdiag_events_attr,
1324 };
1325 static struct attribute_group cfdiag_format_group = {
1326         .name = "format",
1327         .attrs = cfdiag_format_attr,
1328 };
1329 static const struct attribute_group *cfdiag_attr_groups[] = {
1330         &cfdiag_events_group,
1331         &cfdiag_format_group,
1332         NULL,
1333 };
1334
1335 /* Performance monitoring unit for event CF_DIAG. Since this event
1336  * is also started and stopped via the perf_event_open() system call, use
1337  * the same event enable/disable call back functions. They do not
1338  * have a pointer to the perf_event strcture as first parameter.
1339  *
1340  * The functions XXX_add, XXX_del, XXX_start and XXX_stop are also common.
1341  * Reuse them and distinguish the event (always first parameter) via
1342  * 'config' member.
1343  */
1344 static struct pmu cf_diag = {
1345         .task_ctx_nr  = perf_sw_context,
1346         .event_init   = cfdiag_event_init,
1347         .pmu_enable   = cpumf_pmu_enable,
1348         .pmu_disable  = cpumf_pmu_disable,
1349         .add          = cpumf_pmu_add,
1350         .del          = cpumf_pmu_del,
1351         .start        = cpumf_pmu_start,
1352         .stop         = cpumf_pmu_stop,
1353         .read         = cfdiag_read,
1354
1355         .attr_groups  = cfdiag_attr_groups
1356 };
1357
1358 /* Calculate memory needed to store all counter sets together with header and
1359  * trailer data. This is independent of the counter set authorization which
1360  * can vary depending on the configuration.
1361  */
1362 static size_t cfdiag_maxsize(struct cpumf_ctr_info *info)
1363 {
1364         size_t max_size = sizeof(struct cf_trailer_entry);
1365         enum cpumf_ctr_set i;
1366
1367         for (i = CPUMF_CTR_SET_BASIC; i < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++i) {
1368                 size_t size = cpum_cf_ctrset_size(i, info);
1369
1370                 if (size)
1371                         max_size += size * sizeof(u64) +
1372                                     sizeof(struct cf_ctrset_entry);
1373         }
1374         return max_size;
1375 }
1376
1377 /* Get the CPU speed, try sampling facility first and CPU attributes second. */
1378 static void cfdiag_get_cpu_speed(void)
1379 {
1380         if (cpum_sf_avail()) {                  /* Sampling facility first */
1381                 struct hws_qsi_info_block si;
1382
1383                 memset(&si, 0, sizeof(si));
1384                 if (!qsi(&si)) {
1385                         cfdiag_cpu_speed = si.cpu_speed;
1386                         return;
1387                 }
1388         }
1389
1390         /* Fallback: CPU speed extract static part. Used in case
1391          * CPU Measurement Sampling Facility is turned off.
1392          */
1393         if (test_facility(34)) {
1394                 unsigned long mhz = __ecag(ECAG_CPU_ATTRIBUTE, 0);
1395
1396                 if (mhz != -1UL)
1397                         cfdiag_cpu_speed = mhz & 0xffffffff;
1398         }
1399 }
1400
1401 static int cfset_init(void)
1402 {
1403         struct cpumf_ctr_info info;
1404         size_t need;
1405         int rc;
1406
1407         if (qctri(&info))
1408                 return -ENODEV;
1409
1410         cfdiag_get_cpu_speed();
1411         /* Make sure the counter set data fits into predefined buffer. */
1412         need = cfdiag_maxsize(&info);
1413         if (need > sizeof(((struct cpu_cf_events *)0)->start)) {
1414                 pr_err("Insufficient memory for PMU(cpum_cf_diag) need=%zu\n",
1415                        need);
1416                 return -ENOMEM;
1417         }
1418
1419         rc = misc_register(&cfset_dev);
1420         if (rc) {
1421                 pr_err("Registration of /dev/%s failed rc=%i\n",
1422                        cfset_dev.name, rc);
1423                 goto out;
1424         }
1425
1426         rc = perf_pmu_register(&cf_diag, "cpum_cf_diag", -1);
1427         if (rc) {
1428                 misc_deregister(&cfset_dev);
1429                 pr_err("Registration of PMU(cpum_cf_diag) failed with rc=%i\n",
1430                        rc);
1431         }
1432 out:
1433         return rc;
1434 }
1435
1436 device_initcall(cpumf_pmu_init);